JP2782249B2 - 特殊車両におけるアクチュエータの制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、特殊車両におけるアクチュエータの制御
回路、殊に、パワーショベルにおける旋回体の旋回モー
タ、ブームの起伏及び又は伸縮シリンダ、ブーム端部の
装着したアーム操作用のアームシリンダ、該アーム端部
に軸着したバケット操作用のバケットシリンダ等の複数
のアクチュエータを、それぞれ方向切換弁を介して油圧
源に接続した特殊車両におけるアクチュエータの制御回
路に関する。

（従来の技術） 従来のパワーショベルにおける旋回体の旋回モータ、
ブームの起伏及び伸縮シリンダ、ブーム端部に装着した
アーム操作用のアームシリンダ、該アーム端部に装着し
たバケット操作用のバケットシリンダ等の複数のアクチ
ュエータを、それぞれ方向切換弁を介して油圧源に接続
した特殊車両におけるアクチュエータの制御回路として
は、前記複数のアクチュエータを、それぞれ方向切換弁
を介して単一の油圧源に接続したものと、複数の油圧源
に接続したものが共に知られている。

ところで、通常のパワーショベルにおいては、その旋
回体部分の質量がかなり大であり、その安定操作性確保
等のため、その旋回体はかなり緩やかに操作されるのが
通常であり、また、仮に、旋回体の操作レバーを多少ラ
フに操作した場合にも、旋回体の旋回速度が急激に変化
することのない、すなわち、旋回操作性（操作フィーリ
ング）の優れものが望まれる反面、旋回モータ以外のア
クチュエータについては、これとは異なり、方向切換弁
の操作レバー（したがって、方向切換弁のスプール）ス
トローク量に、忠実に応答する流量コントロールが要求
される。

例えば、旋回モータの旋回操作レバーをそのストロー
ク途中（ハーフストローク）において操作する場合にお
ける旋回体の旋回応答性が、ロードセンシング方式を採
る場合には、旋回モータの旋回速度が操作レバー（スプ
ール）ストロークにかなり忠実に応答するのに対し、ブ
リードオフ方式を採る場合には、そのストローク途中に
おける応答性がかなり鈍化することになるが、このよう
な応答性の鈍化、すなわち、旋回体の緩やかな旋回速度
変化が、実際には、旋回モータの操作感度（操作フィー
リング）を良好にするものとされている。

ところで、パワーショベルの旋回体上に起伏及び伸縮
可能に設けたブーム、該ブームの端部に装着したアー
ム、該アーム端部のバケット等の操作シリンダは、パワ
ーショベルの車体に振動が発生している状態において操
作されるのが通常であり、この車体振動に伴って、当該
パワーショベルのオペレータの体や、操作レバーを把持
する手も揺れ、その結果、ロードセンシング方式を採る
場合には、操作レバーのストローク途中においても、そ
のストローク変化に忠実に応答し、高圧に設定される油
圧回路のリリーフ圧により、旋回モータの旋回速度を直
ちに、鋭敏に変化させるため、その操作性が低下するこ
とになる。

一方、ブリードオフ方式を採る場合には、操作レバー
（スプール）のストローク途中において、アクチュエー
タへの圧油の一部がブリードオフ弁によりブリードオフ
され、当該ブリードオフ弁以降の油圧が、当該油圧回路
のリリーフ圧（高圧）には達しないため、旋回モータの
旋回応答性が鈍下し、ひいては操作レバーを多少ラフに
操作しても、旋回モータの旋回速度が緩やかに変化し、
生コンのバケット運搬や、ショベル作業等をスムースに
行える。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記のような従来の特殊車両における
旋回モータを含むアクチュエータの制御回路にあって
は、旋回モータの旋回速度を緩やかに変化させる対策と
して、複数のアクチュエータを一個の油圧源で駆動させ
る方式のものでは、油圧源数の減小による製造コスト低
減と、その設置スペースの狭小化を計れる反面、この旋
回モータの回転速度を緩やかに変化させるには、他のア
クチュエータの操作レバーを中立位置に戻した後に操作
する必要があり、また、旋回モータの旋回操作終了後
に、他のアクチュエータの操作レバーを旧位に戻して操
作を開始する必要がある等、その操作が面倒になるとい
う課題があった。

また、油圧源を２個としたものにあっては、緩やかな
速度変化を要する旋回モータと他のアクチュエータとを
別個の油圧源で駆動させることにより、他のアクチュエ
ータの操作状態にかかわりなく、旋回モータの旋回速度
を緩やかに変えることができ、したがって、パワーショ
ベルの旋回操作性の向上を計れる反面、２個の油圧源を
要すると共にその設置面積が増大するため、その設計自
由度が低下すると共に、コスト高を招くという課題があ
った。

この発明は、このような従来例における課題に着目し
てなされたもので、特殊車両の旋回体の旋回モータを含
む複数のアクチュエータを、旋回方向切換弁を含む方向
切換弁を介して単一油圧源にそれぞれ連結すると共に、
前記旋回方向切換弁がそのスプールのストローク途中に
おいてブリードオフ作用をするように構成され、該旋回
方向切換弁と油圧源との間に、前記旋回モータへの圧油
の給排及び給排停止を切換える切換弁を設け、該切換弁
に前記旋回方向切換弁の操作用パィロット圧を作用させ
得るようにすることにより、前記のような課題を解決で
きる特殊車両におけるアクチュエータの制御回路を提供
しようとするものである。

（課題を解決するための手段） この発明は、前記のような従来例の課題を解決するた
め、特殊車両の旋回体の旋回モータを含む複数のアクチ
ュエータを、旋回方向切換弁を含む方向切換弁を介して
単一油圧源にそれぞれ連結すると共に、前記旋回方向切
換弁がそのスプールのストローク途中においてブリード
オフ作用をするように構成され、該旋回方向切換弁と油
圧源との間に、前記旋回モータへの圧油の給排及び給排
停止を切換える切換弁を設け、該切換弁に前記旋回方向
切換弁の操作用パィロット圧を作用させ得るように構成
したものである。

（作用） この発明は、前記のような構成を有するから、特殊車
両の複数のアクチュエータのそれぞれを方向切換弁を介
して単一の油圧源に接続した各種アクチュエータの操作
に当り、その旋回モータへの圧油の給排と給排停止との
切換弁の切換操作を、その旋回モータの旋回方向切換弁
の切換操作と共に、その旋回方向切換用パロット弁の切
換操作により、そのパイロット圧で他のアクチュエータ
の操作に係わりなく同時に行ない、しかも、その旋回方
向切換弁のフルストロークにおける規定速度での旋回モ
ータの旋回と、旋回方向切換弁のストローク途中、すな
わち、そのスプールのの中立及びフルストローク以外の
ストローク途中における、旋回モータへ供給する圧油の
一部をブリードオフさせ、前記旋回方向切換弁の操作レ
バー（スプール）のストローク途中においては、その多
少のラフ操作に係わらず、旋回モータを緩やかに変速さ
せる。

（実施例） 以下、この発明に係る特殊車両におけるアクチュエー
タの制御回路の実施例を、図面を参照して説明する。

第１図において、１は図示しないパワーショベルの各
種アクチュエータの駆動用油圧源としての可変容量型ポ
ンプ、２は前記各種アクチュエータの制御回路の切換
弁、（旋回）方向切替弁を含む各動作弁の動作状態を制
御する制御油路のパイロット圧発生用パイロットポン
プ、３は可変容量型ポンプ及びパイロットポンプ２の駆
動用原動機としての電動機（なお、この電動機はエンジ
ンにしてもよい）、４はタンク,5は可変容量型ポンプ３
の制御部、６は各種アクチュエータ作動用の圧油路、
７、７は流量制御弁、８、８はチェック弁、10は旋回モ
ータ14への圧油の給排及び給排停止を切換える切換弁、
11Aは給油路、11Bは排油路である。

12は旋回方向切換弁で、該旋回方向切換弁12はそのス
プールの中立位置からフルストロークへの切換途中（ハ
ーフストローク）においてブリードオフ機能を奏するも
のとして構成される。13は旋回モータ14への圧油の給排
路、16は各種アクチュエータの方向切換弁の切換操作用
のパイロット圧油路、17はレバーＬの左右への傾倒切換
えにより、前記旋回方向切換弁12を左右に移動させるっ
旋回方向切換用のパイロット弁で、該旋回方向切換用の
パイロット弁17は、左右の減圧弁17A、17Bにより構成さ
れ、例えば、そのレバーＬを左方LAに傾倒操作すること
により、左側減圧弁17Aのスプールを押下げ、パイロッ
トポンプ２の圧油を減圧してパイロット油路18（左側）
を介して、旋回方向切換弁12を右側へ押し、同弁12の右
側のパイロット圧油の給排路18（右側）、旋回方向切換
用パイロット弁17の右側17Bを介してタンク４へ排出す
る。

19は左右のパィロット油路18、18間に設けたシャトル
弁で、レバーＬにより左右何れかの減圧弁17A、17Bのス
プールが操作された際、同パイロット油路18の左右何れ
かに発生するパイロット圧油を、このシャトル弁19から
パイロット油路20を介して切換弁10の下側（同図）に送
り、同切換弁10を上昇させて可変容量型ポンプ１の圧油
を旋回方向切換弁12側への送油態勢にする。

なお、パイロット弁17の操作レバーＬの中立状態で
は、左右何れのパイロット油路18、18にもパイロット圧
が発生しないから、シャトル弁19からのパイロット油路
20にパイロット圧は発生せず、この場合には切換弁10が
図示の圧油の給排停止状態になる。

21は給排路22を介してアームシリンダ23へ給排する圧
油の給排方向を切換える方向切換弁で、前記アームシリ
ンダ23は図示しない車体フレーム上の旋回体に、基部が
軸着され、起伏及び伸縮可能なブーム端部に設けられる
バケット操作用のアームを往復動させる。24は方向切換
弁21内における圧油（絞後）の圧油変動を感知するシャ
トル弁で、このシャトル弁24の出力Ｃが制御装置５に送
られ、同制御装置５により可変容量型ポンプ１の吐出容
量が調整される。

なお、図示しないが、前記起伏及び伸縮可能なブーム
の起伏及び伸縮シリンダや、アーム端部のバケットを揺
動させるバケットシリンダ等のアクチュエータも、前記
流量制御弁７、アームリンダ23への圧油給排方向切換弁
21、シャトル弁24等と略々同様な構造の流量制御弁、圧
油給排方向切換弁、シャトル弁等を、前記加圧油路６と
排油路15との間に、前記昭向切換弁21等と並列に配設さ
れるが、これらはバルブブロックＢ内側に設けられる。

次に、この実施例の作用を説明する。

まず、電動機３により可変容量型ポンプ１及びパイロ
ットポンプ２を起動し、圧油路６、流量制御弁７、チェ
ック弁８等を介して圧油を切換弁10に送る。一方、旋回
方向切換敏パイロット弁17の操作レバーＬを、その中立
位置（実線位置）から、例えば、左方へ倒して一点鎖線
位置LAにすると、左側減圧弁17Aのスプールが下降し、
パイロットポンプ２のパイロット圧油が油路16、左側減
圧弁17A、左側パイロット油路18を介して旋回方向切換
弁12のスプール左側に作用し、同弁12の右側がパイロッ
ト油路18、右側減圧弁17Bを介してタンク４に接続さ
れ、旋回方向切換弁12のスプールを左右へ移動させる。

これと同時に、左側パイロット油路18の圧油の一部
が、シャトル弁19、パイロット油路20を介して切換弁10
の下側に送油され、同切換弁10のスプールが上昇して圧
油給排位置となり、圧油路６の圧油が流量制御弁７、チ
ェック弁８、切換弁10、加圧路11Aを介して、前記旋回
方向切換弁12に送油され、同旋回方向切換弁12のスプー
ルストロークに相応する量の圧油が給排路13（右側）、
旋回モータ14、給排路13（左側）、旋回方向切換弁12、
排油路11B、切換弁10、排油路15を介してタンク４に排
出され、旋回モータ14を、例えば右旋回させる。

なお、切換弁10のスプールの上側へ移動する上記圧油
給排位置は、前回旋回方向切換用パイロット弁17の操作
レバーＬを右側へ傾倒させ（図示省略）、右側減圧弁17
Bのスプールを下降させた場合にも前記と同様に確保さ
れる。

また、この旋回方向切換弁12の右側へのストローク途
中においては、その圧油路（同図の左下から右上へ向う
油路）内の圧油の一部が、同切換弁12の排油路（同図の
左上から右下へ向う油路）側に流出（ブリードオフ）
し、旋回モータ14への圧油の送油量が減少するので、旋
回モータ14の旋回速度変化が相応量低下する。

それ故、この旋回方向切換弁12のスプールのストロー
ク途中においては、仮に、その操作レバーＬを把持、操
作するオペレータの手が多少揺動変位し、パイロット油
路18を介して旋回方向切換弁12のスプールが小刻みに往
復動しても、同切換弁12内におけるブリードオフ作用に
より、旋回モータ14に向うべき圧油の一部が、直ちに排
油路15側に流出することになり、旋回モータ14の急速な
速度が回避され、その旋回操作性（フィーリング）が向
上する。

前記操作レバーＬをさらに大きく傾斜させれば、前記
旋回方向切換弁12のスプールがさらに右側へに進んでフ
ルストロークとなり、この状態では同旋回方向切換弁12
内でのブリードオフ作用は消失し、旋回モータ14が前記
と同方向で、前記ストローク途中時より高速の、所定速
度で旋回する。

次に、操作レバーＬを起こすと、旋回方向切換弁12
が、前記ストローク途中（右側）を径て中立位置に戻
る。操作レバーＬをこの中立位置を越えて、さらに右側
に倒せば、パイロット弁17の左側減圧弁17Bのスプール
が下降し、旋回方向切換弁12が左側ストローク途中位置
を介して左側フルストロークになり、それぞれの状態に
おいて前記と略々同様の作用をし、旋回モータ14を前記
と逆向の左旋回させる。

それ故、旋回方向切換用パイロット弁17の操作レバー
Ｌを左右何れかに傾倒させ、左右何れかの減圧弁17A、1
7Bのスプールを下降させることにより、前記旋回方向切
換弁12のスプールを、その中間ストロークを介して左右
何れかのフルストロークへ進める場合、そのストローク
途中、すなわち、前記操作レバーＬをその中立位置と最
大傾倒角との中間域において、仮に、同操作レバーＬを
多少ラフに操作しても、旋回モータ14、したがって、パ
ワーショベルの旋回体の旋回速度が緩やかに変化し、パ
ワーショベルがスムースに旋回操作される。

なお、この発明は、図示しないが、前記実施例におけ
る旋回モータ以外の一部のアクチュエータ、例えば、ア
ームシリンダ23、その方向切換弁21、流量調整弁７等を
省略したパワーショベルに対しても、その余の構成を変
えることなく、そのまま実施できる。

また、この発明は、図示しないが、前記旋回体上に設
けた起伏及び伸縮可能なの伸縮ブーム、同伸縮ブームの
端部にアームを介して設けたバケット、その操作シリン
ダ及び方向切換弁等に代え、旋回体上に起伏及び伸縮可
能なブームを設けると共に、その端部から垂下するロー
プ下端部のフックで負荷を吊下するトラックレーンの、
起伏及び伸縮ブームの操作シリンダ及び方向切換弁を設
けた、トラックレーンの旋回体駆動モータ等の複数のア
クチュエータへのアクチュエータの制御回路に対して
も、その旋回体の旋回モータに対して、ストローク途中
においてのみブリードオフ作用する旋回方向切換弁を設
けることにより、その余の油圧回路構成を変えることな
く実施でき、この場合には、その旋回方向切換弁の操作
レバー（スプール）のストローク途中、同レバーを多少
ラフに操作しても、その旋回体の旋回速度が緩やかに変
化し、前記と同様な旋回操作性の向上を期待できる。

なお、この発明における旋回方向切換弁12への圧油の
給排及び給排停止を切換える切換弁10は、その給排停止
側、すなわち、排油路11Bと排油路15との接続側を、図
示例のように遮断することなく、連通する構造のもの
（図示省略）として構成することもできる。

（発明の効果） 本発明は、前記のような構成を有し、作用をするか
ら、次のような効果が得られる。

（１） 特殊車両の旋回体の旋回モータを含む複数のア
クチュエータを、方向切換弁を介して単一の油圧源にそ
れぞれ接続すると共に、前記旋回モータと油圧源との間
に、同旋回モータへの圧油の給排と給排停止との切換弁
と、前記旋回モータの旋回方向切換弁とを設け、かつ、
前記切換弁と旋回方向切換弁とを、旋回方向切換用パイ
ロット弁のパイロット圧により同時に制御させるように
したから、旋回方向切換用パイロット弁の切換操作のみ
により、他のアクチュエータの動作状態に係わりなく旋
回モータの制御を行える。

（２） 旋回モータへの方向切換弁をそのストローク途
中において圧油の一部をブリードオフする構造のものを
採用したから、旋回方向切換弁のスプール（操作レバ
ー）のストローク途中においては旋回モータへの圧油の
一部がブリードオフされ、同旋回モータの操作レバーへ
の追随性が鈍化してその旋回操作フィーリンが向上し、
しかも、他のアクチュエータを何等の支障なく操作でき
る。

（３） 特殊車両の車体が振動したり、当該特殊車両の
オペレータの身体又は旋回モータの操作レバーの把持腕
の振動等により、旋回モータの操作レバーを多少ラフに
操作しても、旋回モータの回転速度を不用意に激変させ
る恐れがないから、その操作性が向上する。

（４） 旋回モータ専用の油圧源を必要としないから、
油圧源の設置スペースの節減ができると共に、その設計
自由度が向上し、コストダウンを計れる。

（５） 従来の同種装置における旋回モータ用の旋回方
向切換弁と油圧源との間に、圧油の給排と給排停止との
切換弁を設けると共に、該旋回方向切換弁と切換弁とを
シャトル弁付旋回方向切換用パイロット弁により同時に
調整可能にする構造変更により、この発明を実施でき
る、

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明に係る特殊車両におけるアクチュエー
タの制御回路の一実施例の説明図である。 １……可変容量ポンプ、 ２……パイロットポンプ、 ４……タンク、７……流量制御弁、 10……切換弁、12……旋回方向切換、 14……旋回モータ、 16……パイロット圧油路、 17A、17B……減圧弁、 18、20……パイロット油路、 19……シャトル弁、21……方向切換弁、 23……アームシリンダ、Ｌ……操作レバー。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】特殊車両の旋回体の旋回モータを含む複数
   のアクチュエータを、旋回方向切換弁を含む方向切換弁
   を介して単一油圧源にそれぞれ連結すると共に、前記旋
   回方向切換弁がそのスプールのストローク途中において
   ブリードオフ作用をするように構成され、該旋回方向切
   換弁と油圧源との間に、前記旋回モータへの圧油の給排
   及び給排停止を切換える切換弁を設け、該切換弁に前記
   旋回方向切換弁の操作用パィロット圧を作用させ得るよ
   うにしたことを特徴とする特殊車両におけるアクチュエ
   ータの制御回路。
2. 【請求項２】特殊車両の旋回体の旋回モータを含む複数
   のアクチュエータを、旋回方向切換弁を含む方向切換弁
   を介して単一油圧源にそれぞれ連結すると共に、前記旋
   回方向切換弁と油圧源との間に、前記旋回モータへの圧
   油の給排と給排停止とを切り換える切換弁を設け、該切
   換弁のスプールに前記旋回方向切換弁のスプール操作用
   パィロット圧を同時に作用させ、前記旋回方向切換弁の
   スプールが非中立位置にある場合に、前記切換弁を圧油
   給排位置に切換えるようにしたことを特徴とする請求項
   （１）記載の特殊車両におけるアクチュエータの制御回
   路。
3. 【請求項３】前記旋回方向切換弁のスプールへのパイロ
   ット圧を発生させる旋回方向切換用のパイロット弁が、
   その操作レバーにより交互に操作される左右一対の減圧
   弁により構成されることを特徴とする請求項（２）記載
   の特殊車両におけるアクチュエータの制御回路。
4. 【請求項４】前記旋回方向切換用パイロット弁の左右一
   対の減圧弁の出力パイロット圧を、前記旋回方向切換弁
   のスプールの両端部に作用させると共に、前記両減圧弁
   の出力パイロット油路をシャトル弁で接続し、かつ、該
   シャトル弁の出力パイロット圧を、前記切換弁のスプー
   ル端部に作用させるようにしたことを特徴とする請求項
   （３）記載の特殊車両におけるアクチュエータの制御回
   路。